从JVM上帝视角看Java中main函数调用类方法限制

我们都知道，除了静态方法之外的所有方法都只能通过对象调用，没用对象调用的肯定是加了 static 关键字的静态方法，static 方法可以通过类名调用。直接调用的话有两种情况，一是这个方法是包含 main 方法的类中的 static 方法，二是其他类的 static 方法，但在文件开头通过静态导入 static import 导入了此方法所在的类。

一、为什么 static 修饰的可以直接调用？

用 static 修饰的方法或属性在程序执行时会 先被加载到内存 中，所以在 main 方法中可以访问到，而没有用 static 修饰的方法或属性只有在 new 类名 () 的时候才会在内存中分配地址，在内存中有了地址就可以访问了。

二、本类中是否可以直接调用方法？

下边是初学 java 的朋友常犯的错误，也是疑惑最多的地方，现总结如下：

1、在本类中调用自己的方法，方法必须为静态的，否则报错；

通过递归方法，实现 N! 的算法。

public class TestRecursion {public static void main(String[] args) {System.out.println(recursion(4));  // 编辑器自动提示：Cannot make a static reference to the non-static method recursion(int) from the type TestRecursion
    }
    
    public int recursion(int n) {if(n == 1) {return 1;}else {return n * recursion(n-1);
        }
    }
}

必须将 recursion()方法定义为 static 方法，才能在 main()方法中直接调用。

public class TestRecursion {public static void main(String[] args) {System.out.println(recursion(4));
    }
    
    public static int recursion(int n) {if(n == 1) {return 1;}else {return n * recursion(n-1);
        }
    }
}

2、那么，如何在 main()方法中调用非静态方法呢？
首先，实例化本类的对象，然后通过对象调用方法。

public class TestRecursion {public static void main(String[] args) {
        // 首先是实例化本类的对象
        TestRecursion tr = new TestRecursion();
        // 通过实例化的对象调用 recursion()方法
        System.out.println(tr.recursion(4));
    }
    
    public  int recursion(int n) {if(n == 1) {return 1;}else {return n * recursion(n-1);
        }
    }
}

通过上面两种方法，可以解决在编程过程中遇到的 main()调用本类中的方法。

三、JVM 如何调用 java main 方法

Main 方法是我们学习 Java 编程语言时知道的第一个方法，你是否曾经想过为什么 main 方法是 public、static、void 的。当然，很多人首先学的是 C 和 C ++，但是在 Java 中 main 方法与前者有些细微的不同，它不会返回任何值，为什么 main 方式是 public、static、void，这篇文章尝试去找到一些答案。

Main 方法是 Java 程序的入口，记住，我们这里不会讨论 Servlet、MIDlet 和其他任何容器管理的 java 程序，在 java 核心编程中，JVM 会查找类中的public static void main(String[] args)，如果找不到该方法就抛出错误NoSuchMethodError:main 程序终止。

Main 方法必须严格遵循它的语法规则，方法签名必须是public static void，参数是字符串数组类型，如果是 Java1.5 及以后的版本还可以使用可变参数：

public static void main(String... args)

1、为什么 main 方法是静态的（static）

正因为 main 方法是静态的，JVM 调用这个方法就不需要创建任何包含这个 main 方法的实例 。
因为 C 和 C ++ 同样有类似的 main 方法作为程序执行的入口。
如果 main 方法不声明为静态的，JVM 就必须创建 main 类的实例，因为构造器可以被重载，JVM 就没法确定调用哪个 main 方法。
静态方法和静态数据加载到内存就可以直接调用而不需要像实例方法一样创建实例后才能调用，如果 main 方法是静态的，那么它就会被加载到 JVM 上下文中成为可执行的方法。

2、为什么 main 方法是公有的（public）

Java 指定了一些可访问的修饰符如：private、protected、public，任何方法或变量都可以声明为 public，Java 可以从该类之外的地方访问。因为 main 方法是公共的，JVM 就可以轻松的访问执行它。

3、为什么 main 方法没有返回值（Void）

因为 main 返回任何值对程序都没任何意义，所以设计成 void，意味着 main 不会有任何值返回

四、小结

• 1、main 方法必须声明为 public、static、void，否则 JVM 没法运行程序
• 2、如果 JVM 找不到 main 方法就抛出 NoSuchMethodError:main 异常，例如：如果你运行命令：java HelloWrold，JVM 就会在 HelloWorld.class 文件中搜索public static void main (String[] args) 放法
• 3、main 方式是程序的入口，程序执行的开始处。
• 4、main 方法被一个特定的线程”main”运行，程序会一直运行直到 main 线程结束或者 non-daemon 线程终止。
• 5、当你看到“Exception in Thread main”如：Excpetion in Thread main:Java.lang.NullPointedException , 意味着异常来自于 main 线程
• 6、你可以声明 main 方法使用 java1.5 的可变参数的方式如：

public static void main(String... args)

• 7、除了 static、void、和 public，你可以使用 final，synchronized、和 strictfp 修饰符在 main 方法的签名中，如：

public strictfp final synchronized static void main(String[] args)

• 8、main 方法在 Java 可以像其他方法一样被重载，但是 JVM 只会调用上面这种签名规范的 main 方法。
• 9、你可以使用 throws 子句在方法签名中，可以抛出任何 checked 和 unchecked 异常
• 10、静态初始化块在 JVM 调用 main 方法前被执行，它们在类被 JVM 加载到内存的时候就被执行了